基于接口的轧机液压辊缝控制系统的多领域建模与协同仿真

以本钢1676mm冷连轧机的液压辊缝控制（HGC）系统为对象,在ADAMS/Hydraulics环境中建立了包含液压系统模型在内的轧机HGC系统执行机构的样机模型;基于多领域建模与协同仿真理论,利用ADAMS/Controls提供的接口集成了控制系统的Simulink模型,建立了较完整的HGC系统的功能虚拟样机。与现场监控系统获取的轧机出口厚度偏差曲线进行比较,发现虚拟样机仿真的实际辊缝开口变化曲线与现场轧机的实际输出结果几乎完全吻合,证明了所建立的1676mm冷连轧机液压辊缝控制系统仿真模型的准确性和模型简化的合理性。对模型的协同仿真获得了位置控制方式下HGC系统PI控制器参数的调整方法,与大型冷连轧机PI控制参数的取值范围大致相符,进一步证明了液压辊缝控制系统虚拟样机协同仿真平台所建模型的可靠性。     

单绕式电梯动力学建模及仿真分析

以某单绕式电梯系统作为原型，建立了基于ADAMS的电梯曳引驱动系统，导轮系统、载客系统以及曳引钢丝绳模型。在此基础上，根据电梯系统的实际约束，建立整梯虚拟样机模型，并按照实际工作状况设计了电梯系统在运行过程中可能存在的曳引机微转失衡扰动和导轨扰动，建立了电梯的虚拟运行环境。仿真结果揭示了曳引机微转失衡与轿厢垂直振动的因果关系，以及轿厢水平振动的加速度响应值与电梯运行速度成正比的规律。     

基于ADAMS的并联机器人振动特性仿真及结构优化

提出了一种利用虚拟样机仿真技术进行结构优化的方法。分析了并联机器人的振动原理以及激振测试原理,并给出了利用正弦扫描进行激振测试的原理和流程。为了进行激振测试仿真,在ADAMS软件中建立并联机器人的刚柔耦合振动系统,并使该系统受到一定激振力产生位移响应,获得该并联机器人激振特性曲线,从而找出其薄弱环节并对其进行结构优化,对薄弱构件优化后再次对系统进行仿真测试,结果表明构件结构优化后的结果较为理想。     

电梯系统动态固有频率计算方法及减振策略

通过建立电梯系统多自由度耦合振动方程,阐述了电梯运行过程中其各阶动态固有频率的求解方法,并以某台电梯作为实例进行分析,发现当轿厢运行至第17层高度的时候,系统第5阶固有频率非常接近曳引电机的转动频率。为了防止电机转子旋转失衡引发共振,建议调整电梯系统绳头弹簧的刚度以使系统固有频率避开共振频率。仿真和试验表明,这种措施能够有效抑制电梯系统的垂直振动。     

轧机主传动系统异常振动仿真研究

针对某钢厂CSP轧机在轧制薄规格产品时时常出现异常振动现象,在MATLAB中建立了F3轧机主传动系统的仿真模型,对轧机在咬钢过程和异常振动过程的动态特性进行了仿真研究,并结合现场实测数据,得出了振源在主传动系统中的科学解释,为最终确定振源提供了依据.     

具有不确定性的轧机传动系统预测控制设计

针对轧机传动系统存在参数不确定性和负载扰动的特点,建立了轧机传动系统的状态空间模型,提出采用预测控制方法提高轧机传动系统的鲁棒性,构建了基于预测控制的轧机传动系统控制策略。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了基于状态反馈的轧机传动系统预测控制器设计方法,并通过引入状态变量的衰减律来提高闭环系统的响应速度。仿真结果表明,该预测控制器不仅有效地抑制了负载扰动的影响,同时对轧机传动系统内部参数摄动也具有较强的鲁棒性。     

基于ADAMS的电梯横向振动频域分析及参数优化

根据电梯横向振动的特点，建立了基于ADAMS的电梯虚拟样机模型。在此基础上分析了导轮系统弹簧刚度和阻尼对轿厢横向振动加速度以及导轮与轿架之间相对位移的影响，同时建立了以轿厢加速度和导轮与轿架之间相对位移的频率响应为目标的结构优化设计模型，并得到了结构优化设计参数。仿真试验表明：无论是频域还是时域，系统响应都得到了改善。     

基于ADAMS主动悬架的液压伺服系统设计

基于ADAMS/View,建立了考虑悬架运动学特性的非线性因素的1/4汽车悬架模型,并运用ADAMS/Hydraulic模块,建立了考虑液压元件的非线性特性的液压伺服控制系统,设计了液压伺服控制的主动悬架。以模拟路面和阶跃输入作为激励,采用PID反馈控制,且与被动悬架进行比较。仿真结果表明,该方法设计控制的主动悬架,其车身垂直加速度、悬架变形和车轮动载荷都明显降低。     

基于虚拟样机技术的低压塑壳断路器仿真研究

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性,采用基于多体动力学原理的软件包ADAMS建立了低压塑壳断路器操作机构的动力学模型,并通过试验测试了该型号断路器的机械性能,证明了仿真模型的正确性。将ADAMS二次开发首次应用到低压电器研究领域,用Fortran编制DLL丰富了ADAMS的函数库。利用ADAMS内嵌的三次样条插值函数AKISPL,仿真了不同短路情况下电动斥力对开断过程的影响,实现了机电耦合。     

基于图论的平面机械系统仿真

在简要介绍了图论的基本思想和方法之后,具体阐述了如何运用图论结合矢量力学的方法来建立机械系统的数学模型,并举例说明了普通三维系统数学模型的建立过程。运用该方法编写了仿真软件VECDYNA,并用其对双杆复摆系统和曲柄滑块系统分别进行了仿真分析。并将其结果与ADAMS的仿真结果进行了对比,对仿真结果进行了验证。结果表明基于图论的多体动力学研究是研究机械系统仿真的一种有效、节省资源的方法。     

基于LADRC的主传动系统机电振荡抑制方法

冶金轧机主传动系统中普遍存在的机电振荡现象不但影响产品质量,而且影响控制系统的稳定性.本文在保证控制系统动态性能的前提下,提出采用线性自抗扰(linear active disturbance rejection control,LADRC)技术中的线性扩张观测器(linear extended state observer,LESO)和线性反馈控制方法来抑制主传动系统机电振荡现象.基于简化的两惯性主传动系统机电模型,由扩张状态观测器估计系统状态变量,通过所设计的基于动态误差反馈控制率达到抑制振荡的目的.文中基于被控对象的微分方程,描述了线性自抗扰控制器的设计方法,并以仿真和实验进行验证.研究结果表明,与改进传统双闭环控制及全维观测器控制方法相比,线性自抗扰控制器在抑制负荷变化带来的扰动以及减小连接轴扭矩方面更有优势.     

车辆传动系扭转振动分析系统研究与开发

基于扩展的传递矩阵法建立了车辆动力传动系无分支系统和有分支系统的统一美学模型，利用Matlab平台编制了车辆传动系扭转振动分析软件。给出了求解有分支系统和无分支系统自由振动和强迫振动的关键技术。详细描述了利用扩展的传递矩阵法求解有分支系统和无分支系统动力学特性的统一数值解法。最后以某车辆动力传动系为例进行了计算，结果表明程序稳定、高效。     

一种机械臂协调操作柔性负载的振动控制研究

基于柔性负载有限元模型,推导了负载振动的数学模型,分析了振动产生的原因。通过偏值点的引入设计任意阶数的EI成型器和多个波峰形式的Multi-EI成型器。利用成型器具有周期延伸特性抑制多模态柔性物体的振动,并把这一方法应用到机械臂协调操作柔性负载的振动控制中。对两个机械臂协调操作柔性负载进行了仿真,仿真结果证明了振动模型与成型器的有效性。

Abstract：

The vibration model was derived based on the finite element model.The causation for vibration was analyzed.The deviation value was introduced.Following this method,any order EI shapers could be designed by introducing the deviation value points.The Multi-EI shaper was designed.The method has these advantages that the design process is easier,the computational complexity is smaller and the robustness is better.The shaper is used to reduce the residual vibration of flexible object that has multiple mode,and then this method is used control the vibration of flexible object cooperated by robot manipulators.The simulation results prove the validity of vibration model and shaper.     

基于ADAMS的动力减振镗杆径向跳动频域分析及参数优化

采用内置式动力减振的结构来增加镗杆的动刚度,并根据内置式动力减振镗杆的结构及振动特点,利用ADAMS和ANSYS软件联合建立了减振系统的多柔体动力学模型.在此基础上,分析了模型中的弹簧刚度系数和粘性阻尼系数对刀刃径向跳动量的影响.虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性,确立了在物理样机设计中需要考虑的要点.同时以减小刀刃径向跳动量在整个频域内响应的最大值为目标对动力减振镗杆虚拟样机进行仿真优化分析,得出了减振系统的最优参数.仿真试验表明:系统的频域响应得到了改善.为进一步的减振系统结构优化设计提供了设计依据.     

航空发动机振动信号分析

针对航空发动机转子振动特性,提出基于累积量改进的独立分量分析盲源分离算法。运用新方法对转子振动信号进行分离,识别转子中的故障类型。通过航空发动机转子振动仿真实验验证了该算法的有效性。结合仿真实验,对比基于二阶累积量和高阶累积量的已有算法,该新方法在性能指数和信号相似系数方面均有提高。应用该算法对发动机转子平台采集的振动信号进行分离,转子故障设置为外环故障。实测振动信号经该算法处理后有更高的辨识性,可以判断出转子振动的故障类型。     

离心力—振动复合动力学环境的仿真

在建立离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的基础上，提出了一种将结构动力学、有限元分析和可视化技术相结合的方法，对离心力－振动复合动力学环境进行计算机仿真。文中首先讨论了仿真软件的设计思想，介绍了振动和离心力复合动力学环境仿真软件CDE＿VISM的结构，讨论了将图形技术的数据场可视化、动态数据场显示技术应用于有限元计算后处理的方法及CDE＿VSIM与MATLAB的接口方法。最后通过对在离心力作用下振动台运动的仿真和实验结果比较，验证了所建立的离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的正确性。     

一种简单的Lorenz混沌振动主动隔振方法

以消除仪器设备中破坏性混沌运动为研究目标,在分析传统控制方法基础上,结合滑模控制原理,提出了简化的滑模控制方法。并且通过滑模控制的数学分析论证与仿真实验观察,确定了Lorenz系统状态变量的反馈变化对混沌系统有界的影响关系。运用提出的简化Lorenz系统控制变量方法所建立的消除波纹控制器,可以隔离设备中的Lorenz混沌振动,避免了仪器损坏。仿真结果证明了该方法的有效性。     

卫星太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究

在对某型卫星太阳能帆板动力学特性研究的基础上,采用应变片作传感元件、压电陶瓷作控制元件,将大系统分散控制理论与结构振动理论相结合,进行了太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究。研究结果表明该方法是有效的、可行的,并且易于实现。该项研究为解决航天器柔性外伸结构的振动控制问题提供了一个有效的技术途径,对工程实际具有一定的指导意义和应用价值。     

发动机电致伸缩液压悬置隔振特性的仿真研究

一种采用电致伸缩作动器的主动悬置。采用Matlab软件建立了它的仿真模型，模型中考虑了包括惯性通道、解耦通道及电致伸缩作动器的非线性。选择滤波后的x—LMS算法作为控制算法，通过仿真计算研究该悬置的隔振性能。研究结果表明，采用主动控制能有效的改善悬置的隔振性能。丈中采用查表的办法由控制位移求解控制所需要的电压，消除了作动器非线性对系统性能的影响。